De S 500 Plug-in Hybrid komt in september op de markt met een drieliter, 3.0 liter zescilinder biturbomotor (333 pk) en een elektromotor. Samen genereren ze 442 pk/650 Nm en kan in 5,2 seconden naar 100 worden gesprint.  Volledig elektrisch is een maximale snelheid van 140 km/u te bereiken, terwijl met hulp van de benzinemotor een topsnelheid van 250 km/u mogelijk is. Dankzij de elektrische actieradius van 33 km stoot de plug-in hybride slechts 65 gram CO2/100km uit en bedraagt het theoretische brandstofverbruik 2,8 liter.

Mercedes-Benz voegt de S 500 Plug-in hybrid aan de bestaande reeks hybride-uitvoeringen. Het Duitse vlaggenschip is momenteel al leverbaar als S 400 Hybrid (benzine) en S300 BlueTEC Hybrid (diesel). De prijs van de S 500 Plug-in Hybrid komt naar verwachting op 114.900 euro. Daarmee zit deze uitvoering netjes tussen de S400 Hybrid en reguliere S 500 (met V8) in.